SDE135:嵌入式系统可靠性设计实践

开班计划时间:12 小时
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课程介绍
适用对象:嵌入式软件设计师
学习收获:掌握嵌入式软件可靠性需求分析方法 、掌握嵌入式软件架构可靠性设计方法
详细大纲
1 嵌入式软件需求分析
1.1 客户需求分析
1.1.1 场景分析法-场景需求转化为同一的客户需求列表
1.1.2 识别客户需求中的NUD(新颖的、独特的、困难的)
1.1.3 客户需求转化为逻辑树
1.1.4 针对客户需求逻辑树进行KJ分析
1.1.5 针对客户需求逻辑树进行KANO模型分析
1.1.6 客户需求分析结果文档化表达
1.2 系统需求分析
1.2.1 参照以往的经验定义产品功能
1.2.2 基于QFD的客户需求的功能性展开分析
1.2.3 基于Use Case描述系统需求
1.2.4 讨论:电子产品系统需求设计与软件硬件设计的关系?
1.2.5 讨论:系统需求设计人员需要具备“软件硬件设计背景知识”吗?为什么?
1.2.6 讨论:系统需求在软硬件设计认为不可行时,如何协调?
1.3 软件需求基础概念
1.3.1 需求类型
1.3.2 消息{Message}与事件{Event}
1.3.3 场景、协议与状态机
1.4 软件需求分析-参与者、用例与约束
1.4.1 确认用例和相关的参与者
1.4.2 标识影响系统的外部事件
1.4.3 全局审视用例模型
1.4.4 确定所需的约束
1.5 软件需求分析-参与者发送给系统的消息与事件分析
1.5.1 相关的参与者
1.5.2 到达模式{周期性的或偶发性的}
1.5.3 消息的到达时间
1.5.4 消息响应属性
1.5.5 状态信息
1.6 软件需求分析-定义展现系统动态行为的行为场景
1.6.1 用例场景
1.6.2 状态图{包括状态与转换}
1.6.3 参与者与系统之间交互的消息协议
1.6.4 约束
1.7 软件需求分析-实现成本优势:关注内部需求
1.7.1 DFX(DFT、DFM、DFA等)
1.7.2 RAS(可靠性、可用性、可维护性)
1.7.3 特性需求到设计需求的转化工具:FBS、PBS
1.7.4 FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)失效模式和效果分析
2 嵌入式软件系统架构设计
2.1 嵌入式软件的技术结构定义
2.1.1 目标:切割嵌入式软件的零部件
2.1.2 案例1:波音747的零部件规模
2.1.3 软件纵向切割与横向切割
2.1.4 软件设计中正交切割与立体切割
2.1.5 软件零部件的粒度
2.1.6 案例2:对比研究Linux不同版本UML反向工程
2.1.7 软件结构的进化设计
2.1.8 软件最初原始设计-注入编程基因
2.1.9 技术结构描述与元数据
2.1.10 技术结构集成关系
2.1.11 技术结构编译规划
2.1.12 成果:归纳总结软件结构的9种切割方法
2.1.13 案例研究:Linux与Android系统的技术结构
2.2 提升嵌入式软件技术结构能力的方法论
2.2.1 软件质量属性的标准:ISO 25010
2.2.2 案例1:第二次世界大战的飞机案例
2.2.3 日本丰田制作的DFSS与QFD
2.2.4 SEI架构评估方法论中的质量效用树
2.2.5 质量属性功能性分解与结构品质设计
2.2.6 案例2:从“内”与“外”两个视角的弹性设计
2.2.7 案例3:高性能设计思维模式
2.3 嵌入式软件的抽象与简化
2.3.1 目标:解决嵌入式软件的变化性
2.3.2 相似的事物只做一次
2.3.3 剥离“变化的部分”与“不变的部分”
2.3.4 将“变化”包在里面,外部“接口”不变
2.3.5 启示:门捷列夫的元素周期律
2.3.6 功能变化是技术元素的排列组合
2.3.7 案例1:硬件与驱动层的抽象设计
2.3.8 案例2:Android系统与Java编程的 API思维模式
2.3.9 成果:归纳总结弹性设计的方法论
2.4 高可靠嵌入式软件的体系结构
2.4.1 FMEA与高可靠性
2.4.2 嵌入式系统的资源与可靠性
2.4.3 嵌入式软件的可靠性功能分解
2.4.4 处理可靠性与其他质量设计的矛盾性
2.4.5 硬件可靠性与软件可靠性
2.4.6 硬件失效的软件处理策略
2.4.7 局部可靠性与整体可靠性
2.4.8 可靠性设计的16种战术
2.4.9 案例:电子产品可靠性设计实践
2.5 嵌入式软件的运维设计
2.5.1 目标:嵌入式软件设计中可维护性
2.5.2 案例1:波音飞机运行维护的过程
2.5.3 案例2:Intel CPU浮点触发错误的处理过程
2.5.4 归纳:嵌入式软件设计中的运维点
2.5.5 案例3:工业制造中的六西格玛与QFD
2.5.6 演绎:软件设计中如何应用QFD完成质量设计
2.5.7 实践:请您完成嵌入式软件性能设计
2.5.8 研究:嵌入式软件与企业信息化软件设计的差异性
2.5.9 成果:归纳总结软件质量设计的方法论
2.6 嵌入式软件的技术结构优选
2.6.1 目标:从多个设计方案中找出最优方案
2.6.2 案例1:乌龙指事件背后的秘密
2.6.3 嵌入式软件质量属性之间的矛盾性分析
2.6.4 如何在矛盾性中找到“折中点”
2.6.5 实践:给出网监系统数据库设计的多种方案
2.6.6 嵌入式软件设计方案的评价准则-发现最优设计
2.6.7 如何突破设计的“天花板”?
2.6.8 成果:归纳总结设计决策的方法论
2.7 嵌入式软件的工程化设计
2.7.1 产品迭代方案与代码结构方案
2.7.2 产品结构与人力资源能力分层
2.7.3 产品结构验证与骨架代码设计
2.7.4 产品结构编程线路图与软件工厂模式
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